- Thay đổi thănh phần húa học (tăng hăm lượng cõc hợp chất hữu cơ, cõc chất vụ cơ, cõc h ợp chất độc )
Bảng 1 Thống kớ một số thănh phần cơ bản trong nước thải đụ thị
4.5. nhiễm do cõc chất hữu cơ vi lượng
Cõc chất hữu cơ vi lượng lă cõc húa chất bền vững như clo hữu cơ, polyclobiphenyl (PCB) vă dung mụi cụng nghiệp được đưa văo nguồn nước từ cõc nhă mõy lọc dầu, dệt, giấy, húa chất vă nguồn nước chảy trăn từ ruộng được phun húa chất trừ sđu bệnh. Trong cõc năm 1979-1984 khoảng 25% số trạm quan trắc phõt hiện được húa chất hữu cơ chứa clo như DDT, aldrin, diedrin vă PCB với nồng độ thường nhỏ hơn 10 nanogam/L (ng/L). Tuy nhiớn, ở một số dũng sụng nồng độ cõc húa chất năy khõ cao (100-1000 ng/L) như sụng Trent ở Anh, hồ
Biwa vă Yodo ở Nhật Bản. ễ nhiễm do clo hữu cơ nặng nhất (trớn 1000 ng/L) lă ở một số
sụng thuộc Columbia (DDT vă diedrin), Indonesia (PCB), Malaysia (diedrin) vă Tanzania (diedrin). cõc sụng chđu Đu, Bắc Mỹ khụng bị ụ nhiễm nặng do húa chất bảo vệ thực vật. 4.6. ễ nhiễm nguồn nước ở Việt Nam
Cũng tương tự như cõc quốc gia đang phõt triển, cõc nguồn chớnh gđy ụ nhiễm nước ở
Việt Nam lă chất thải sinh hoạt, phđn bún, thuốc trừ sđu vă giao thụng thủy. ễ nhiễm cụng nghiệp chỉ tập trung ở một số đụ thị, khu cụng nghiệp. Kết quả quan trắc mụi trường nước ở
cõc địa phương trong năm 1995 do hệ thống quan trắc mụi trường quốc gia thực hiện cho thấy:
4.6.1. ễ nhiễm nguồn nước mặt ở Hă Nội
- Nước sụng Hồng khụng đạt tiớu chuẩn Việt nam về nguồn nước phục vụ cho mục
đớch cấp nước sinh hoạt. Tuy nhiớn, chất lượng nước sụng Hồng thay đổi khụng đõng kể từ điểm ở đầu đến điểm ở cuối thănh phố, chứng tỏ ở đoạn sụng Hồng năy khụng cú nguồn nước thải lớn năo xả văo, đồng thời khả năng tự lăm sạch của sụng Hồng cao.
- Nước ở cõc sụng thoõt nước ở Hă Nội như sụng Tụ Lịch, sụng Kim Ngưu đờ bị ụ nhiễm nặng. cõc thụng số BOD5, COD đều cao hơn tiớu chuẩn cho phĩp từ 1,2 - 3 lần, tổng coli cao hơn tiớu chuẩn cho phĩp từ hăng chục đến hăng trăm ngăn lần. Nước hồ Tđy hiện nay bị ụ nhiễm nhẹ, nhưng đang biến đổi theo chiều hướng xấu do quõ trỡnh đụ thị húa ở khu vực năy tương đối nhanh, nước thải, rõc thải đổ văo hồ căng ngăy căng nhiều.
4.6.2. ễ nhiễm nguồn nước mặt ở thănh phố Huế
- Cõc tiớu chuẩn lý húa trong nước sụng Hương trước khi chảy văo thănh phốđều đạt tiớu chuẩn nguồn cấp nước sinh hoạt, nhưng tổng coli cao gấp 4 đến 8 lần tiớu chuẩn cho phĩp đối với nước mặt loại B. Nước sụng Hương ở khu vực trung tđm thănh phốđờ bị ụ nhiễm nặng do chất thải sinh hoạt với sự biểu hiện của nồng độ BOD, N, P vă vi sinh vật cao.
- Nước hồ Tịnh Tđm đờ bị ụ nhiễm nặng, khụng thể lă nguồn nước phục vụ cấp nước sinh hoạt.
- Nước thải của nhă mõy thực phẩm (nhă mõy đụng lạnh, nhă mõy bia) cú hăm lượng chất hữu cơ, dinh dưỡng vă chất rắn lơ lững rất cao gúp phần gđy ụ nhiễm nước sụng Hương
4.6.3. ễ nhiễm nguồn nước mặt ở thănh phốĐă Nẵng
Kết quả quan trắc, phđn tớch cho thấy hiện trạng chất lượng nước mặt tại cõc khu vực
Đă Nẵng nằm ở mức ụ nhiễm nhẹ, cũn nằm trong giới hạn tiớu chuẩn cho phĩp đối với nguồn nước cấp phục vụ sinh hoạt vă sản xuất (trừđộ mặn)
5. Những hậu quả do nguồn nước bị ụ nhiễm
5.1. Do cõc chất hữu cơ dễ phđn hủy
Nguồn nước cú thể bị ụ nhiễm do cõc chất hữu cơđộng vật vă thực vật (Hữu cơ thực vật = xõc cđy cối, hoa quả, cõc chất mựn: nguyớn tố cơ bản gđy bẩn lă carbon; hữu cơđộng vật = phđn, xõc động vật thối rữa... nguyớn tố gđy bẩn chớnh lă nitơ).
Khi nguồn nước bị ụ nhiễm nhẹ (lượng o xy hũa tan trong nước ở trớn mức giới hạn cho phĩp); cõc chất hữu cơ sẽ được phđn hủy bởi cõc vi khuẩn hiếu khớ tạo thănh cõc sản phẩm trung gian, gđy ụ nhiễm như: nitrite, nitrate, sunfat, phosphat, CO2...
Khi nguồn nước bị nhiễm bẩn nặng (lượng oxy hũa tan bị giảm đến mức tối thiểu) quõ trỡnh phđn hủy cõc chất hữu cơ sẽ do cõc vi khuẩn kỵ khớ đảm nhận vă tạo ra cõc sản phẩm gđy nhiễm bẩn nước như Indol, Scartol, H2S,NH3, CH4...
Đểđõnh giõ mức độ nhiễm bẩn của nước do cõc chất hữu cơ, người ta thường sử dụng cõc chỉ số sau đđy:
- Nồng độ oxi tự do trong nước (DO). Oxi tự do trong nước cần thiết cho sự hụ hấp của cõc sinh vật nước (cõ, lưỡng thớ, thủy sinh, cụn trựng, v.v...) thường được tạo ra do sự hũa tan từ oxi khớ quyển hoặc do quang hợp của tảo. Nồng độ oxi tự do trong nước nằm trong khoảng 8-10 ppm vă dao động mạnh phụ thuộc văo nhiệt độ của nước, sự phđn hủy húa chất, sự quang hợp của tảo, v.v...khi nồng độ DO thấp, cõc loăi sinh vật nước giảm hoạt động hoặc bị chết. Do vậy DO lă một chỉ số quan trọng đểđõnh giõ sự ụ nhiễm nước của cõc thủy vực. Cú nhiều phương phõp xõc định giõ trị DO của nước: phương phõp Winkler hoặc phương phõp dựng điện cực
- Nhu cầu sinh húa oxi (BOD) vă nhu cầu húa học oxi (COD)
Nhu cầu sinh húa oxi lă lượng oxi (thể hiện bằng gam hoặc miligam O2) cần cho vi sinh vật tiớu thụđể oxi húa sinh học cõc chất hữu cơ trong búng tối ởđiều kiện chuẩn về nhiệt
độ vă thời gian. Phản ứng xảy ra như sau::
Chất hữu cơ + O2 vi khuẩn → CO2 + H2O + tế băo mới + sản phẩm trung gian
Như vậy BOD phản ảnh lượng cõc chất hữu cơ dễ bị phđn hủy sinh học cú trong mẫu nước. Thụng số BOD cú tầm quan trọng thực tế vỡ đú lă cơ sởđể thiết kế vă vận hănh trạm xử lý nước thải, BOD cũn lă thụng số cơ bản đểđõnh giõ mức độ ụ nhiễm của nguồn nước: giõ trị BOD căng lớn mức độ ụ nhiễm căng cao. Tiớu chuẩn (TCVN 5949-1995) giõ trị cực đại cho phĩp nước thải đổ
văo nguồn loại A (nguồn nước phục vụ sinh hoạt) lă 20 mg/L.
Để xõc định BOD của nước người ta thường dựng giõ trị BOD5 bằng cõch xõc định hiệu nồng độ oxi hũa tan của mẫu nước sau khi pha loờng vă ủ mẫu pha loờng ở nhiệt độ 200C trong 5 ngăy.
Nhu cầu húa học oxi lă lượng oxi cần thiết để oxi húa cõc hợp chất vụ cơ vă hữu cơ trong nước.
Để xõc định giõ trị COD người ta dựng phương phõp bicromat theo phản ứng húa học sau:
Chất hữu cơ + Cr2O72- + H+ → CO2 + H2O + 2Cr3+
Như vậy, COD lă lượng oxi cần để oxi húa toăn bộ cõc chất hữu cơ trong nước, trong khi đú BOD lă lượng oxi cần thiết để oxi húa một phần cõc hợp chất hữu cơ dễ phđn hủy bởi vi sinh vật
Khi nồng độ COD vă BOD cao sẽ lăm giảm DO của nước cú hại cho sinh vật nước vă hệ sinh thõi nước núi chung.
Sự khõc nhau giữa hai thụng số BOD vă COD:
Cả hai thụng sốđều xõc định lượng chất hữu cơ cú khả năng bị oxi húa cú trong nước, nhưng chỳng khõc nhau về ý nghĩa. BOD thể hiện lượng chất hữu cơ dễ bị phđn hủy sinh học,
nghĩa lă cõc chất hữu cơ cú thể bị oxi húa nhờ vai trũ của vi sinh vật. COD thể hiện toăn bộ
cõc chất hữu cơ cú thể bị oxi húa nhờ tõc nhđn húa học. Do vậy tỉ số COD/BOD luụn luụn > 1.
Nếu nguồn nước bị cõc chất độc ức chế Vi sinh vật thỡ tỉ sốđú căng cao. khi đú giõ trị
BOD đo được sẽ rất thấp hoặc bằng khụng ngược lại giõ trị COD sẽ rất cao. Do vậy khụng thể
từ COD tớnh ra BOD hoặc ngược lại. Chỉ trong trường hợp duy nhất khi thănh phần của một nguồn nước tự nhiớn (sụng, hồ) hoặc nước thải khụng chứa chất độc vă luụn ổn định thỡ ta cú thể xõc định qua thực nghiệm được một hệ số chuyển đổi từ COD thănh BOD hoặc ngược lại. 5.2. Những tõc hại vă bệnh gđy ra do ụ nhiễm nước
5.2.1. ễ nhiễm nước do tõc nhđn vật lý vă húa học - Cõc hạt chất rắn
Cõc hạt lơ lững trong nước bao gồm nhiều loại hạt hợp chất hữu cơ vă vụ cơ. Một văi chất, do kớch thước nhỏ, nớn lơ lững trong cột nước vă tạo ra độđục cho nguồn nước, một số
chất khõc ở dạng hạt lớn hơn lại chỡm xuống đõy tồn tại ở dạng trầm tớch đõy. Cõc hạt lơ lửng trong nước cú nguồn gốc đầu tiớn lă từ hiện tượng xúi mũn đất, từ cõc dũng nước mưa chảy trăn qua đụ thị, qua cõc vựng đất nụng nghiệp vă cõc khu vực xđy dựng. Cựng với cõc quõ trỡnh xúi mũn tự nhiớn, cõc hoạt động như phõ hủy cõc thảm cđy xanh, tăng cường cõc hoạt
động nụng nghiệp trớn cõc vựng đất dốc, gia tăng cõc bề mặt khụng thấm nước đờ gđy ra hiện tượng xúi mũn quõ mức tă tạo ra một lượng trầm tớch lớn lắng tụ hoặc lơ lững trong cõc dũng sụng.
Cõc hạt lơ lững gđy ra rất nhiều tõc hại cho sức khỏe con người, bởi vỡ chỳng cú thể
giỳp chuyển tải cõc vi sinh vật gđy bệnh văo nguồn nước vă đúng vai trũ chuyển tải cõc chất
độc, chất dinh dưỡng cũng như kim loại nặng vết văo nước. Do sự gia tăng cõc hạt lơ lững trong nước lăm giảm cường độ õnh sõng khuyếch tõn trong nước, cõc hệ sinh thõi thủy vực bị ảnh hưởng mạnh. Việc thiếu õnh sõng khụng những lăm giảm giõ trị thẩm mỹ của cõc nguồn nước mă cũn lăm cho cõc loăi thực vật thủy sinh khụng thể phõt triển được. Ngoăi ra do sự
tớch tụ quõ nhiều cõc hạt trầm tớch nớn cõc đặc điểm thủy văn của cõc nguồn nước cũng bị
thay đổi, thường dẫn đến giảm thể tớch chứa của hồ nước. - ễ nhiễm nhiệt
Do nhiều hoạt động trớn lưu vực dẫn đến nhiệt độ biớn của cõc dũng nước tăng lớn bất thường. Khi nhiệt độ biớn tăng lớn 30C cú thể gđy ra nhiều tõc động cho cõc hệ sinh thõi thủy vực. Cõc dũng nước núng đổ văo cõc nguồn nước thường lă từ cõc nhă mõy nhiệt điện, cõc cơ
sở cụng nghiệp, vă phổ biến hơn cả lă cõc dũng nước mưa cú nhiệt độ cao. Thớm văo đú do cõc hoạt động trong quõ trỡnh đụ thị húa căng lăm gia tăng cõc dũng nước núng tự nhiớn. Khi nhiệt độ của nước cao hơn bỡnh thường, cõc kim loại nhưđồng, cadmi được tớch lũy trong cõc thủy sinh vật tăng lớn gấp đụi. Hơn nữa cõc ảnh hưởng trực tiếp của việc gia tăng nhiệt độ lớn hệ thống sinh vật thủy sinh cũn lă đẩy mạnh quõ trỡnh tớch tụ sinh học cõc kim loại độc trong chuỗi thức ăn. Do ảnh hưởng của ụ nhiễm nhiệt số lượng fecal coliorm sẽ tăng từ 100 lớn 1000 cõc thể trong trầm tớch đõy. Một văi loại vi khuẩn vă tảo lại phõt triển rất mạnh trong
điều kiện nhiệt độ cao năy, dẫn đến chi phớ về khử trựng tăng lớn. Ngoăi ra chỳng cũn kĩo theo nhiều rắc rối khõc liớn quan đến sự xuất hiện mựi, vị khú chịu, nước cú mău sẫm hơn, thay đổi pH, phúng thải cõc chất độc vă giảm lượng oxi hũa tan
- Cõc hợp chất hữu cơ
Húa chất hữu cơ bao gồm cõc loại thuốc bảo vệ thực vật (thuốc trừ sđu, diệt cụn trựng, diệt nấm, diệt cỏ dại vă diệt chuột), cõc chất tẩy dầu mỡ, cõc dung mụi hữu cơ vă nhiều hợp chất sử dụng trong cụng nghiệp nhựa; cõc hợp chất hữu cơ dễ bay hơi như benzen, xăng dầu. Một văi hợp chất hữu cơ trong sốđú cú thể kết hợp với cõc húa chất khử trựng, tẩy uế, thớ dụ
Cõc tõc động lớn sức khỏe tựy thuộc hoăn toăn văo tớnh chất cõc hợp chất hữu cơ vă liều lượng con người hấp thu văo. Một văi loại thuốc trừ sđu vă dung mụi hữu cơ cú thể gđy ung thư, một số khõc lại gđy tõc hại đến cõc cơ quan nội tạng của con người, một số khõc cú khả năng gđy đột biến gen
Cú một số loăi tảo lam cú khả năng quang hợp tạo ra độc tố cyanua (cyanotoxin), khi cõc tế băo tảo chết, chỳng bị phđn hủy vă phúng thải cõc cyanua văo nước. Cõc căn bệnh do nhiễm cõc chất độc năy thường lă cõc bệnh về gan, rối loạn tiớu húa, viớm loĩt dạ dăy, dịứng ngoăi da do tiếp xỳc nước như cõc hoạt động vui chơi giải trớ. Cõc bõo cõo về sức khỏe cộng
đồng trong khoảng 60 năm trở lại đđy cho bết rằng khụng cú trường hợp tử vong năo nhưng cú mối quan hệ giữa cõc bệnh đường ruột, ngộ độc với hiện tượng tảo nở hoa tạo ra độc tố
trong nguồn nước lă rất chặt chẽ.
- Húa chất bảo vệ thực vật: đú lă những chất độc cú nguồn gốc tự nhiớn hoặc tổng hợp húa học, được dựng để phũng trừ sinh vật cú hại cho cđy trồng vă nụng sản với cõc tớn gọi khõc nhau: thuốc trừ sđu, thuốc trừ bệnh, thuốc trừ cỏ, v.v...Cú thể chia thuốc bảo vệ thực vật thănh ba nhúm cơ bản:
Nhúm Clo hữu cơ, gồm cõc hợp chất húa học chứa gốc Cl rất bền vững trong mụi trường tự nhiớn, với thời gian phđn hủy dăi. Thuộc về nhúm năy cú Aldrin, Diedrin, DDT, Heptachlor, Lindane, Endrin, v.v...
Nhúm lđn hữu cơ: bao gồm hai hợp chất lă Parathion vă Malathion. Nhúm năy cú thời gian phđn hủy ngắn so với nhúm clo hữu cơ, nhưng thường cú độ độc cao đối với người vă
động vật
Nhúm cacbamat: gồm cõc húa chất ớt bền vững trong mụi trường, nhưng cũng rất độc
đối với người vă động vật. Đại diện cho nhúm năy lă cõc hợp chất gốc cacbamat như Sevi, Puradan, Basa, Mipcin. Chỳng cú tõc động trực tiếp văo men cholinesteraza của hệ thần kinh cụn trựng
Trong sản xuất nụng nghiệp chỉ cú một phần thuốc bảo vệ thực vật tõc động trực tiếp tới sđu bệnh. Phần cũn lại rơi văo nước, đất vă tớch lũy trong cõc thănh phần của mụi trường hoặc sản phẩm nụng nghiệp gđy ụ nhiễm mụi trường
- Dầu mỡ lă chất lỏng, khú tan trong nước, tan trong cõc dung mụi hữu cơ. Dầu mỡ cú thănh phần húa học rất phức tạp. Độc tớnh vă tõc động sinh thõi của dầu mỡ phụ thuộc văo từng loại dầu. Dầu thụ cú chứa hăng ngăn phđn tử khõc nhau, nhưng phần lớn lă cõc hydrocacbon cú số cacbon từ 4 đến 26. Trong dầu thụ cũn cú cõc hợp chất lưu huỳnh, nitơ, kim loại nặng (vanadi). Cõc loại dầu nhiớn liệu sau khi tinh chế (dầu DO, FO) vă một số sản phẩm dầu mỡ cũn chứa cõc chất độc như hydrocacbon đa vũng (PHA), polyclobiphenyl (PCB), kim loại (chỡ). Do đú dầu mỡ cú tớnh độc cao vă tương đối bền vững trong mụi trường nước
- Cõc kim loại nặng
Kim loại nặng lă những nguyớn tố cú tỉ trọng > 5. Cõc kim loại nặng cú trong nước uống thường được xem lă cõc kim loại lượng vết, vỡ chỳng thường cú tõc dụng ở một nồng độ
cực kỳ bĩ. Dưới đđy lă một số kim loại nặng vă sự liớn quan của chỳng đến mụi trường vă chất lượng nước
+ Cadmi xđm nhập văo nguồn nước từ cõc hoạt động cụng nghiệp như mạđiện, đỳc kim loại, khai thõc mỏ, sản xuất sơn mău vă chất dẻo. Cõc dũng nước chảy qua thănh phố
cũng đúng gúp một lượng Cadmi đõng kể. Cadmi được U.S EPA (Cơ quan bảo vệ mụi trường Hoa Kỳ) xõc định lă cú thể gđy ung thư. Ở hăm lượng thấp cadmi cú thể gđy nụn mửa, nếu bị ảnh hưởng lđu dăi sẽ gđy rối loạn chức năng của thận. Hăm lượng cao cú thể gđy tử vong
+ Crụm được tỡm thấy từ chất thải của nhă mõy trõng mạ kim loại, cõc khu khai thõc mỏ, từ khớ thải động cơ. Crụm ở trạng thõi húa trị III lă một nguyớn tố cần thiết cho quõ trỡnh sống; nhưng khi ở dạng húa trị IV nú trở nớn rất độc hại đối với gan vă thận, cú thể gđy xuất
huyết nội vă rối loạn hụ hấp. Khi hớt phải crom thỡ cú thể gđy ra cõc bệnh ung thư. Nếu tiếp